اكتشاف عنصر النيهونيوم

في الكيمياء يعد عنصر النيهونيوم أحد العناصر الكيميائية إذ يمتلك الرمز Nh والرقم الذري 113 في الجدول الدوري، كما أنه يُصنف كأحد معادن ما بعد الانتقال، ومن المتوقع أن يكون النيهونيوم عبارة عن مادة صلبة في درجة حرارة الغرفة.

اكتشاف عنصر النيهونيوم

النيهونيوم ويسمى أيضًا العنصر 113 أو أونونتريوم، ينتج بشكل مصطنع، وهو أحد عناصر ما بعد اليورانيوم من العدد الذري 113، في عام 2004 ميلادي أعلن العلماء في مركز ريكين نيشينا (RIKEN Nishina) للعلوم المعتمدة على المعجل في سايتاما الواقعة في اليابان عن إنتاج ذرة واحدة من العنصر 113.

تشكلت ذرة واحدة فقط من عنصر النيهونيوم عندما تم اصهار نظير البزموت 209 مع نظير الزنك 70، حيث أنها كانت شديدة النشاط الإشعاعي، إذ تتحلل هذه الذرة من خلال عملية انبعاث لجسيمات ألفا (نوى الهيليوم) إلى نظير عنصر الدوبنيوم 262 في حوالي 2.5 ثانية.

النيهونيوم المعروف سابقًا باسم Ununtrium (Uut)، هو يعد أحد عناصر معاملات (p-block) الواقعة في الجدول الدوري برقم ذري 113، حيث تمت المطالبة بتوليف أونونتريوم لأول مرة في عام 2003 ميلادي من خلال فرق متعاونة في المعهد المشترك للأبحاث النووية في دوبنا الواقعة في روسيا ولورانس مختبر ليفرمور الوطني في ليفرمور الواقعة في كاليفورنيا في الولايات المتحدة الأمريكية.

ومع ذلك في عام 2015 ميلادي قبلت (IUPAC) رسميًا اكتشاف العنصر من قبل فريق في معهد راكن (RIKEN) في اليابان بقيادة كوسوكي موريتا، وتكريما للنسخة اليابانية لاسم البلاد تم تسمية العنصر بالنيهونيوم، بعد فترة مراجعة مدتها كانت ستة أشهر، أصبح اسم النيهونيوم دائمًا في ديسمبر 2016 ميلادي، مما يمثل العنصر الوحيد المكتشف رسميًا في آسيا، ولتجميع العنصر الفائق الثقل قصف فريق راكن هدفًا من الكوريوم بأيونات الصوديوم لبدء سلسلة من تفاعلات الانحلال تبدأ بالنظير البوريوم (266-Bh).

لقد تم الإعلان عن تركيب النيهونيوم لأول مرة في عام 2004 ميلادي، تمكن المعهد المشترك للأبحاث النووية (JINR) ومختبر لورانس ليفرمور الوطني من إنتاج عنصرين فائقي الثقل عن طريق قصف قرص دوار بالنظير (243-Am) بشعاع أيوني من النظير (48-Ca) في (U- 400) سيكلوترون.

لقد تم تصنيع نظائر الموسكوفيوم، المعروفة سابقًا باسم أونبنتيوم أثناء التفاعل، وقد تحلل في عُشر من الثانية إلى النيهونيوم، والذي يتحلل بعد ذلك إلى عنصر الروينتجينيوم، نظرًا لأن ذرات الموسكوفيوم كانت موجودة فقط لمدة عُشر من الثانية فقد كان هناك حاجة إلى إثبات كيميائي إشعاعي لدعم توليفاتها.

أجرى عالم سويسري في معهد (PSI) التجربة الكيميائية الإشعاعية من خلال عملية تم فيها تحليل صفيحة نحاسية وُضعت خلف قرص (243Am) في السيكلوترون، حيث جمعت هذه اللوحة النحاسية جميع ذرات الموسكوفيوم التي تم تصنيعها ومعالجتها من خلال تقنيات كروماتوجرافيا سائلة أسفرت عن ذرات موسكوفيوم أكثر بخمس مرات، مما أنتج عن طريق الاندماج وحده، ثم تم بعد ذلك الإعلان عن التوليف المباشر للنيهونيوم في وقت لاحق من ذلك العام من قبل فريق من العلماء اليابانيين من مركز السيكلوترون التابع لمعهد أبحاث راكن.

قد تكون الخواص الكيميائية لعنصر النيهونيوم مشابهة نوعا ما لخصائص الثاليوم، إذ يحتوي العنصر على ستة نظائر ذات فترات نصف عمر معروفة ومؤكدة، حيث أن أطول هذه النظائر عمراً هو نظير النيهونيوم 286 مع عمر نصف يبلغ 19.6 ثانية، لم يتم تصنيع معظم هذه النظائر المشعة بشكل مباشر ولكنها حدثت كمنتجات اضمحلال.

في يناير 2016 ميلادي تم التعرف على اكتشاف العنصر 113 من قبل الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) والاتحاد الدولي للفيزياء البحتة والتطبيقية (IUPAP)، حيث قام المكتشفون بإطلاق اسم النيهونيوم عليه بعد الكلمة اليابانية لليابان، وقد تمت الموافقة على اسم النيهونيوم من قبل IUPAC في نوفمبر 2016 ميلادي.

ابتكر كوسوكي موريتا وزملاؤه العنصر المراوغ في 12 أغسطس 2012 ميلادي، بعد اصطدام نوى الزنك معًا في طبقة رقيقة من البزموت، ومثل العناصر الأخرى فائقة الثقل بعد أن تم تصنيع النيهونيوم 113 تلاشى بسرعة، وفي النهاية تحول العنصر 113 إلى العنصر 111 ثم 109 ثم 107 ثم 105 بعد ذلك إلى 103 وأخيراً إلى العنصر 101 وفقًا لموريتا.

معلومات عامة عن عنصر النيهونيوم

• عنصر النيهونيوم هو عبارة عن أحد العناصر الاصطناعية المشعة ولا يُعرف عنه سوى القليل، كما يصنف على أنه معدن ومن المتوقع أن يكون صلبًا في درجة حرارة الغرفة.

• اقترح العلماء في مركز ريكين نيشينا الياباني للعلوم المستندة إلى المسرعات اسم العنصر النيهونيوم، وهي إحدى الطرق لقول “اليابان” باللغة اليابانية وتعني “أرض الشمس المشرقة”، وفقًا لـ IUPAC الرمز الذري لـ النيهونيوم هو Nh.

• وافقت IUPAC أيضًا على أسماء العناصر الموسكوفيوم 115 (moscovium، برمز ذري Mc) ، و 117 (tennessine ،Ts) و 118 (oganesson ،Og).

• يحتوي النيهونيوم على ستة نظائر ذات فترات نصف عمر معروفة، الأكثر استقرارًا بينها هو النظير (286-Nh) مع عمر نصف يبلغ حوالي 20 ثانية.

• يعتمد الوزن الذري لعناصر ما بعد اليورانيوم التي يصنعها الإنسان على النظير الأطول عمراً، حيث يجب اعتبار هذه الأوزان الذرية مؤقتة، لأنه يمكن أن إنتاج نظير جديد بعمر نصف أطول في المستقبل.

• مصادر عنصر النيهونيوم: ليتم إنتاج عنصر النيهونيوم يجب أولاً أن يتم صنع العنصر 115 الذي يسمى الآن الموسكوفيوم، يتم قصف ذرات الأمريسيوم (العنصر 95) بأيونات الكالسيوم (العنصر 20) في سيكلوترون، مما ينتج موسكوفيوم، ثم يتحلل بسرعة ألفا إلى نيهونيوم.

• أما بالنسبة لاستخدامات النيهونيوم فإنه لم يتم صنع سوى عدد قليل من ذرات النيهونيوم وهي تستخدم فقط في الدراسة العلمية.

• من المتوقع أن يكون لعنصر النيهونيوم خصائص مشابهة للثاليوم والإنديوم.

• التطبيقات لعنصر النيهونيوم: لا يوجد لديه أي تطبيق معروف ولا يُعرف الكثير عنه.

• النيهونيوم في البيئة: لم يتم العثور على النيهونيوم مجانًا في البيئة وذلك لأنه عنصر اصطناعي.

• الآثار الصحية لعنصر النيهونيوم: نظرًا لأنه غير مستقر للغاية فإن أي كمية يتم تكوينها ستتحلل إلى عناصر أخرى بسرعة كبيرة بحيث لا يوجد سبب لدراسة آثارها على صحة الإنسان.

• التأثيرات البيئية لعنصر النيهونيوم: نظرًا لعمرها النصفي القصير للغاية فلا يوجد سبب للنظر في تأثيرات النيهونيوم في البيئة.

• ربما كان اكتشاف النيهونيوم أقل دراماتيكية لكن يمكن القول إن العنصر 113 كان أكثر صعوبة في تحديده، حيث كان التحدي يتمثل في التعرف عليه من خلال تحليل الطب الشرعي لمنتجاته المتحللة، إذ يتحلل النيهونيوم بالتتابع إلى نظير الدوبنيوم 262 من خلال أربعة عمليات تحلل ألفا α، والذي بدوره ينقسم إلى جزأين أصغر، وفي عام 2005 ميلادي تمكن فريق راكن من التعرف على بقايا ذرة نيهونيوم أخرى.